Страница не найдена — Снимай как профессионал
Что-то пошло не так… Попробуйте начать свой поиск с главной страницы
Как сжать фотографию без потери качестваВсе современные цифровые средства фотографирования — смартфоны и цифровые фотоаппараты — позволяют делать высококачественные снимки. И чем качественней фотоснимок, тем…
27.07.2020
Сергей
Постоянный или импульсный свет в фотографииЧто выбрать, постоянный или импульсный свет в фотографии? Каждый из них обладает своими преимуществами, поэтому разберем, как использовать оба типа.
20.07.2020
Сергей
Правильное размещение человека в кадреКак правильно размещать людей в кадре? Рассмотрим основные методы, как выигрышно расположить людей в кадре, и правила построения композиции портретов.
20.07.2020
Сергей
Идеи для осенней фотосессии
Разберем подробнее каждый вариант.20.07.2020
Сергей
Мягкий свет в фотографииФотографии с мягким освещением выглядят более профессионально и качественно. Используйте описанные в статье приемы и вы заметите, как улучшились результаты.
20.07.2020
Сергей
Как направить взгляд зрителя на снимкахКак направить взгляд зрителя на снимках, чтобы кадр стал шедевром и не затерялся среди миллионов других снимков. Рассмотрим основные правила и частые ошибки
20.07.2020
Сергей
Цветовой контраст в фотографииЦветовой контраст в фотографии очень важен для получения хорошего кадра. В статье рассматриваются основные вопросы цветовой композиции и разбираются ошибки.
20.07.2020
Сергей
Ошибки при съемке тортовНовички совершают одни и те же ошибки, снимая торты.
Расмотрим самые распространенные, изучив которые, удастся выйти на хороший уровень при съемке десертов.
20.07.2020
Сергей
Как правильно снимать с внешней вспышкойВажным помощником фотографа является фотовспышка. Рассмотрим, как выбрать вспышку и аксессуары к ней, как снимать с внешней вспышкой и как избежать ошибок.
20.07.2020
Сергей
Как снимать в контровом светеПрименение контрового света позволяет получить уникальные фотоработы. В статье описывается, как снимать в контровом свете и избежать основных ошибок.
20.07.2020
Сергей
Кольцевой источник света стал широко использоваться в фотографии. Рассмотрим, как использовать кольцевой свет, достоинства и недостатки таких источников.
20.07.2020
Сергей
Как самостоятельно сделать кольцевой светХотите поснимать с кольцевым источником, но не готовы сильно тратиться? В статье даны практические рекомендации, как самостоятельно сделать кольцевой свет.
20.07.2020
Сергей
Рейтинг портретных объективовЧтобы повысить качество портретных фотографий, лучше обзавестись специальным объективом. Выбрать его поможет наш рейтинг портретных объективов.
20.07.2020
Сергей
Секреты качественной фуд-фотографии Хотите научиться красиво снимать еду? Рассмотрим секреты качественной фуд-фотографии и технические приёмы: как выставить свет и организовать композицию.20.07.2020
Сергей
Что нужно для фотосессии детейСамое главное для детской фотосессии — это естественность и настоящие эмоции. Как настроить камеру и что нужно для фотосессии можно узнать из данной статьи.
20.07.2020
Сергей
Размытие фона на фотографииПри помощи размытого фона можно выделить объект съёмки и исключить ненужные детали. Рассмотрим, как добиться такого эффекта при съёмке или используя фотошоп
20.
07.2020
Сергей
Как подобрать фотофон для предметной съемкиКак подобрать фотофон для предметной съемки? Рассмотрим, на что обратить внимание, как сэкономить на покупке, какие нюансы учитывать, фотографируя предметы.
20.07.2020
Сергей
Съемка черно-белого портретаХотите снять эффектный черно-белый портрет? Рассмотрим основные нюансы, правила композиции, как пользоваться светом и другими инструментами фотографа.
20.07.2020
Сергей
Основы предметной съемкиНовичкам, решившим освоить предметную съемку, стоит изучить ее основы. Рассмотрим, с чего начать, как правильно подобрать фон и свет, как настроить камеру.
20.07.2020
Сергей
Какие аксессуары необходимы для предметной съемкиХотите стать предметным фотографом? Узнав, какие аксессуары необходимы для предметной съемки и обзаведясь ими, будет проще делать качественные фотографии.
20.07.2020
Сергей
Как сделать фотобокс для предметной съемки своими рукамиФотобокс для предметной съемки несет в себе много пользы. Рассмотрим, как и из чего можно сделать лайтбокс своими руками без ущерба качеству получаемых фото
20.07.2020
Сергей
Страница не найдена — Снимай как профессионал
Что-то пошло не так… Попробуйте начать свой поиск с главной страницы
Как сжать фотографию без потери качестваВсе современные цифровые средства фотографирования — смартфоны и цифровые фотоаппараты — позволяют делать высококачественные снимки. И чем качественней фотоснимок, тем…
27.07.2020
Сергей
Постоянный или импульсный свет в фотографииЧто выбрать, постоянный или импульсный свет в фотографии? Каждый из них обладает своими преимуществами, поэтому разберем, как использовать оба типа.
20.07.2020
Сергей
Правильное размещение человека в кадреКак правильно размещать людей в кадре? Рассмотрим основные методы, как выигрышно расположить людей в кадре, и правила построения композиции портретов.
20.07.2020
Сергей
Идеи для осенней фотосессииИдеи для осенней фотосессии в солнечную и пасмурную погоду, дождь и туман помогут пополнить альбом сказочными кадрами. Разберем подробнее каждый вариант.
20.07.2020
Сергей
Мягкий свет в фотографииФотографии с мягким освещением выглядят более профессионально и качественно. Используйте описанные в статье приемы и вы заметите, как улучшились результаты.
20.07.2020
Сергей
Как направить взгляд зрителя на снимках Как направить взгляд зрителя на снимках, чтобы кадр стал шедевром и не затерялся среди миллионов других снимков.
Рассмотрим основные правила и частые ошибки20.07.2020
Сергей
Цветовой контраст в фотографииЦветовой контраст в фотографии очень важен для получения хорошего кадра. В статье рассматриваются основные вопросы цветовой композиции и разбираются ошибки.
20.07.2020
Сергей
Ошибки при съемке тортовНовички совершают одни и те же ошибки, снимая торты. Расмотрим самые распространенные, изучив которые, удастся выйти на хороший уровень при съемке десертов.
20.07.2020
Сергей
Как правильно снимать с внешней вспышкой20.07.2020
Сергей
Как снимать в контровом светеПрименение контрового света позволяет получить уникальные фотоработы.
В статье описывается, как снимать в контровом свете и избежать основных ошибок.
20.07.2020
Сергей
Как использовать кольцевой светКольцевой источник света стал широко использоваться в фотографии. Рассмотрим, как использовать кольцевой свет, достоинства и недостатки таких источников.
20.07.2020
Сергей
Как самостоятельно сделать кольцевой светХотите поснимать с кольцевым источником, но не готовы сильно тратиться? В статье даны практические рекомендации, как самостоятельно сделать кольцевой свет.
20.07.2020
Сергей
Рейтинг портретных объективовЧтобы повысить качество портретных фотографий, лучше обзавестись специальным объективом. Выбрать его поможет наш рейтинг портретных объективов.
20.07.2020
Сергей
Секреты качественной фуд-фотографииХотите научиться красиво снимать еду? Рассмотрим секреты качественной фуд-фотографии и технические приёмы: как выставить свет и организовать композицию.
20.07.2020
Сергей
Что нужно для фотосессии детейСамое главное для детской фотосессии — это естественность и настоящие эмоции. Как настроить камеру и что нужно для фотосессии можно узнать из данной статьи.
20.07.2020
Сергей
Размытие фона на фотографииПри помощи размытого фона можно выделить объект съёмки и исключить ненужные детали. Рассмотрим, как добиться такого эффекта при съёмке или используя фотошоп
20.07.2020
Сергей
Как подобрать фотофон для предметной съемкиКак подобрать фотофон для предметной съемки? Рассмотрим, на что обратить внимание, как сэкономить на покупке, какие нюансы учитывать, фотографируя предметы.
20.07.2020
Сергей
Съемка черно-белого портретаХотите снять эффектный черно-белый портрет? Рассмотрим основные нюансы, правила композиции, как пользоваться светом и другими инструментами фотографа.
20.07.2020
Сергей
Основы предметной съемкиНовичкам, решившим освоить предметную съемку, стоит изучить ее основы. Рассмотрим, с чего начать, как правильно подобрать фон и свет, как настроить камеру.
20.07.2020
Сергей
Какие аксессуары необходимы для предметной съемкиХотите стать предметным фотографом? Узнав, какие аксессуары необходимы для предметной съемки и обзаведясь ими, будет проще делать качественные фотографии.
20.07.2020
Сергей
Как сделать фотобокс для предметной съемки своими рукамиФотобокс для предметной съемки несет в себе много пользы. Рассмотрим, как и из чего можно сделать лайтбокс своими руками без ущерба качеству получаемых фото
20.07.2020
Сергей
типы, размер, разрешение, чувствительность, очистка
Ни одна камера не может обойтись без матрицы.
Современные модели оснащены ею почти все. Это произошло в тот момент, когда цифровые аналоги стали вытеснять устаревшие пленочные технологии. Матрица камеры является одним из основных компонентов, без которого невозможна работа всего устройства в целом, ведь его роль если не ключевая, то, по крайней мере, может считаться одной из ведущих. Именно матрица отвечает за качество будущего изображения, цветопередачу, четкость, полноту кадра. Как и другие важные элементы фототехники, матрица имеет ряд основных параметров, на которые обычно ориентируются при выборе той или иной модели.
Содержание
- 1 Типы матрицы
- 2 Размер физической матрицы
- 3 Номер мегапикселей и матричный разрешение
- 4 Чувствительность к свету
- 5 Как почистить матрицу по дому
- 6 Заключение
2020202021
20202020202191191921
202020202021
2020202 Матрица цифрового фотоаппарата — это, прежде всего, чип
.
Преобразует световые лучи, которые, преломившись в системе линз и зеркал, попадают на него. В результате такого преобразования получается электрический сигнал, который отображается в цифровом виде, формируя снимок. За весь этот процесс отвечают специальные фотодатчики, расположенные на самой плате. Чем больше количество сенсоров, чувствительных к свету, тем выше разрешение и, как следствие, качество конечного изображения.Существуют матрицы следующих типов.
- ПЗС — тип матрицы камеры , что буквально означает устройство с зарядовой связью. В английской версии — Charge-Coupled Device. Очень известная аббревиатура, которая, впрочем, не так уж и распространена в наши дни. Многие используют устройства на основе светодиодов с высокой чувствительностью, на базе ПЗС-системы, но, несмотря на большую распространенность, этот тип микросхем все чаще вытесняется более современными.
- КМОП-матрица . Формат Matrix, введен в эксплуатацию в 2008 году.
Однако история создания этого формата уходит корнями в далекий 93-й, когда впервые была опробована технология АПС. Матрица CMOS представляет собой комплементарный полупроводник на основе оксида металла. Эта технология позволяет производить выборку отдельного пикселя практически так же, как и в стандартной системе памяти; кроме того, каждый пиксель оснащен дополнительным усилителем. Так как эта система более современная, она часто снабжена автоматической регулировкой времени экспозиции каждого пикселя в отдельности. Это улучшение позволяет получить полный кадр без потери боковых границ, а также без потери верхней и нижней части кадра. Полноразмерная матрица чаще всего изготавливается по технологии CMOS. - Есть еще один тип матрицы — Live MOS-матрица . Он был выпущен компанией «Панасоник». Этот чип работает с помощью технологии, в основе которой лежит МОП. MOS-матрица позволяет делать качественные профессиональные изображения без высокого уровня шума, а также исключает перегрев.
Однако история создания этого формата уходит корнями в далекий 93-й, когда впервые была опробована технология АПС. Матрица CMOS представляет собой комплементарный полупроводник на основе оксида металла. Эта технология позволяет производить выборку отдельного пикселя практически так же, как и в стандартной системе памяти; кроме того, каждый пиксель оснащен дополнительным усилителем. Так как эта система более современная, она часто снабжена автоматической регулировкой времени экспозиции каждого пикселя в отдельности. Это улучшение позволяет получить полный кадр без потери боковых границ, а также без потери верхней и нижней части кадра. Полноразмерная матрица чаще всего изготавливается по технологии CMOS.
Физический размер матрицы
Размер матрицы камеры — одна из важнейших ее характеристик. Как правило, указывается в дюймах в виде дроби. Больший размер означает меньше шума в финальном кадре. Кроме того, чем больше физический размер, тем больше световых лучей способна зарегистрировать матрица. Объем и количество лучей напрямую влияют на качество передачи оттенков и тонов.
Кроп-фактор — это отношение размера кадра 35-мм пленочной камеры к матрице цифровой камеры. . Дело в том, что процесс создания цифровой матрицы довольно затратный, и поэтому производители постарались минимизировать ее размеры.
Если сравнить фото, сделанное одним объективом на камеру с полнокадровой матрицей и камеру с «кривой» матрицей, то в первом случае угол охвата будет больше, а изображение сама будет шире. Получается, что кропнутая матрица обрезает готовую картинку, отсюда и название — cropped с англ. обрезать (обрезать).
Чаще всего кроп-фактор используют для измерения максимально точного расстояния фокусировки объектива, устанавливая его на различные устройства.
Вот тут-то и появилось такое понятие, как эквивалента фокусного расстояния (ЭФР), которое рассчитывается путем умножения фокусного расстояния (ФР) на кроп-фактор. Так, объектив с полнокадровой матрицей (кроп = 1) и объектив с ФР 50 мм будут захватывать тот же размер изображения, что и кроп-матрица 1.6 с объективом 30 мм с ФР. В этом случае можно сказать, что ЭФР этих объективов одинаковое. Ниже представлена таблица, в которой можно провести сравнение того, как меняется ЭФР в зависимости от кроп-фактора.
Количество мегапикселей и разрешение матрицы
Сама матрица дискретная. В его состав входит более миллиона элементов, преобразующих световой поток, исходящий от линз. В характеристике каждой модели фотоаппарата можно найти такой параметр платы матрицы, как количество светочувствительных элементов или разрешение матрицы, измеряемое в мегапикселях.
Один мегапиксель равен одному миллиону светочувствительных сенсоров, улавливающих лучи, преломленные линзами.
Конечно, чем больше будет этот параметр, тем качественнее получится картинка.Правда, есть обратная зависимость. Если физический размер матрицы меньше, то и количество мегапикселей должно быть пропорционально меньше, иначе не избежать эффекта дифракции: фотографии будут размытыми, без четкости.
Чем больше размер пикселя, тем больше он способен фиксировать падающие на него лучи. Размер пикселей напрямую связан с размером матрицы и влияет в основном на ширину кадра. Чем больше количество мегапикселей при правильном соотношении размеров матрицы, тем больше лучей света смогут поймать сенсоры. Количество фиксированных лучей напрямую влияет на исходные параметры конвертируемого материала: резкость, цвет, объем, контрастность, фокус.
Таким образом, разрешение камеры влияет на качество изображения . Зависимость разрешения от количества используемых пикселей очевидна. В объективе с помощью сложного расположения оптических элементов формируется необходимый световой поток, который затем матрица будет делить на пиксели.
Оптические устройства также имеют собственное разрешение. Более того, если разрешающая способность объектива достаточно мала, а передача двух светящихся точек, разделенных одной темной, происходит как единое целое, то разрешающая способность будет различима не так отчетливо. Происходит это именно из-за прямой зависимости и привязки к количеству мегапикселей.
Важно: на качественное изображение влияет как параметр разрешения матрицы, так и разрешение оптики объектива. Измеряется количеством линий на 1 мм. Разрешение достигает своего максимального значения, когда оба показателя — матрица и объектив — соответствуют друг другу.
Если говорить о разрешении современных цифровых микросхем, то оно складывается из размера пикселя (от 2 до 8 мкм). На сегодняшний день на рынке представлены модели с производительностью до 30 мп.
Светочувствительность
В фотоаппаратах по отношению к матрице принято использовать термин эквивалент светочувствительности .
Это связано с тем, что истинная чувствительность может быть измерена различными способами в зависимости от набора параметров матрицы. Но применяя усиление сигнала и цифровую обработку, пользователь может обнаружить высокие пределы чувствительности.
Параметры светочувствительности демонстрируют способность исходного материала преобразовывать электромагнитные эффекты потока света в электрический двоичный сигнал. Проще говоря, показать, сколько света требуется для получения объективного уровня электрического импульса на выходе.
Параметр чувствительности (ISO) чаще всего используется фотографами для демонстрации возможности съемки в условиях низкой освещенности. Повышение чувствительности в параметрах прибора позволяет улучшить качество конечного изображения при необходимых значениях диафрагмы и выдержки. ISO может достигать значений от нескольких десятков до тысяч и десятков тысяч единиц. Отрицательной стороной высокой чувствительности является появление «шума» , проявляющегося в виде эффекта зернистости кадра.
Как почистить матрицу в домашних условиях
Битые пиксели могут быть не всегда. На самом деле, при смене объектива частицы мусора могут попасть на матрицу, вызывая эффект битых пикселей «. Чистка матрицы камеры нужна для предотвращения этого эффекта, а также для более комфортной работы с устройством.
Со временем, особенно при длительной эксплуатации устройства в различных погодных условиях, матрица может покрыться пылью . При нарушении герметичности в районе байонета на поверхность может попасть небольшое количество влаги, что также может негативно сказаться на качестве оправы. Уборку можно доверить профессионалам из сервисного центра, а можно сделать самостоятельно, в домашних условиях.
Важно помнить, что помещение, в котором будет проходить процедура, должно быть максимально пыльным, без сильных сквозняков. Прежде чем приступить к самой процедуре, необходимо убедиться, что аккумулятор заряжен.
Первый и самый простой способ очистить стеклянную поверхность чипа кремниевой пластины — сдуть пыль .
Для этого используйте самый обычный очиститель для линз, он продается в любом крупном хозяйственном магазине. К сожалению, использование груши помогает только при удалении легкого налета мелких пылевых песчинок. Для более крупных частиц, которые могут прилипнуть к поверхности, может потребоваться что-то более твердое.
Если груша не помогла справиться с пятнами на матрице, можно попробовать использовать специальный набор для очистки поверхности стекла . Стоит немного дороже, но и эффективность очистки гораздо выше.
- Первым пунктом в уборке является использование специального пылесоса . Его сборка не занимает много времени и подробно описана в инструкции к набору. На конце устройства находится мягкий наконечник, благодаря чему исключается повреждение устройства во время работы. Лучше всего чистить пылесосом не только стеклянную поверхность, но и все полости, которые доступны для очистки.
- После уборки пылесосом можно приступать к влажной уборке. Осуществляется специальными кистями одна из которых мокрая, другая сухая. Этот вид очистки нужен для частиц пыли, которые, будучи влажными, попадали на поверхность стекла, а высохнув, прикреплялись к ней, создавая эффект «битого пикселя». Влажная щетка, пропитанная специальным раствором, эффективно удаляет засохшие песчинки и пыль, не оставляя разводов и разводов. Проводить по стеклу нужно плавными нежными движениями, лишь слегка нажимая на саму кисть. Оставшаяся влага довольно быстро испарится сама. Даже если после влажной уборки на стекле останется пара капель, их прекрасно можно удалить сухой щеткой (щеткой).
- Третий этап — заключительный этап. сухой щеткой на матрице и убедитесь, что она чистая.
Осуществляется специальными кистями одна из которых мокрая, другая сухая. Этот вид очистки нужен для частиц пыли, которые, будучи влажными, попадали на поверхность стекла, а высохнув, прикреплялись к ней, создавая эффект «битого пикселя». Влажная щетка, пропитанная специальным раствором, эффективно удаляет засохшие песчинки и пыль, не оставляя разводов и разводов. Проводить по стеклу нужно плавными нежными движениями, лишь слегка нажимая на саму кисть. Оставшаяся влага довольно быстро испарится сама. Даже если после влажной уборки на стекле останется пара капель, их прекрасно можно удалить сухой щеткой (щеткой). После очистки можно попробовать сделать пробный снимок, чтобы убедиться, что процедура прошла успешно. Для этого закройте диафрагму на максимальное значение и сделайте снимок чистого белого листа, приведя объектив в состояние полной расфокусировки.
Затем сравните качество снимков до и после.
Очистить матрицу зеркальной камеры достаточно просто; для этого не требуется ни глубоких знаний, ни большого опыта, достаточно желания, некоторого терпения и знания основных принципов очистки высокоточной оптической техники.
Заключение
Матрица фотоаппарата – важнейшая часть любой современной зеркалки. Без него невозможно сделать снимок, и от его параметров зависит дальнейшее использование аппарата. Если параметры матрицы подобраны неправильно, камера не будет оптимально справляться со своими задачами. Матрица не требует никакого дополнительного ухода, кроме периодической очистки стеклянной поверхности.
Следует отметить, что светочувствительные датчики очень хрупкие и не выдерживают падения устройства даже с небольшой высоты, поэтому с камерой рекомендуется обращаться с максимальной осторожностью и аккуратностью.
Размер сенсора и пикселя
Развитие технологий ПЗС- и КМОП-сенсоров позволяет производить все более тонкие полупроводниковые структуры.
Как правило, размеры датчиков и пикселей уменьшаются, чтобы вырезать все больше и больше датчиков из одной пластины. Это возможно, потому что чувствительность пикселей также постоянно повышается по мере оптимизации шумовых характеристик электроники.
Поскольку и в этом отношении достигнуты технические ограничения, имеет смысл сравнивать камеры с разным сенсором и размером пикселя с одинаковым разрешением, особенно если…
- мало света
- требуются изображения с низким уровнем шума и высоким динамическим откликом Предполагается проведение
- прецизионных измерений
Датчик большего размера с большими пикселями почти во всех случаях является лучшим выбором с технической точки зрения, однако цена всегда выше.
Размеры датчиков стандартных камер
Классические камеры машинного зрения имеют датчики разного размера в зависимости от используемой камеры и разрешения. Большинство камер с датчиками меньшего размера используются с так называемой оптикой с креплением C или, возможно, с креплением CS.
Резьба C-mount имеет фактический диаметр 1 дюйм, т. е. 25,4 мм, и шаг резьбы 1/32 дюйма.
Датчики, используемые в стандартных камерах, явно меньше и имеют диагональ изображения от 4 до 16 мм. Размеры этих сенсоров тоже указаны в дюймах. Сенсор размером 1 дюйм имеет диагональ 16 мм.
Дюймовые данные ПЗС- и КМОП-датчиков имеют только историческое объяснение: приемные трубки телевизионных камер использовались до середины 1980-х годов и намного превосходили ПЗС- или КМОП-датчики, которые были изобретены в поздно 1960-е годы.
Фактический преобразователь изображения трубчатых камер был расположен в стеклянной вакуумной трубке, а различные измерительные трубки были, среди прочего, классифицированы в соответствии с их внешним диаметром стеклянной колбы. Диагональ светочувствительной поверхности внутри трубки, конечно, была меньше и составляла примерно две трети внешнего диаметра.
Эквивалентные ПЗС-сенсоры, которые должны были заменить электронно-лучевые трубки, должны были покрывать именно эту поверхность. ПЗС, светочувствительная поверхность которой соответствует 1/2-дюймовой трубке, поэтому называлась 1/2-дюймовым датчиком, даже если это не соответствовало реальному размеру ПЗС-датчика.
Промышленные камеры обычно используют датчики 1/3″ при разрешении 640 x 480 пикселей, камеры с разрешением 1280 x 1024 пикселей в основном 1/2″. Довольно популярное разрешение камеры 1600 x 1200 пикселей часто использует несколько больший сенсор 1/1,8″ с тем же размером пикселя. стандартный датчик VGA в некоторых случаях имел размер 2/3 дюйма в конце 1980-х годов, сегодня он составляет всего 1/3 дюйма. Миниатюризация является следствием усовершенствованных производственных процессов, которые позволяют использовать меньшие светочувствительные поверхности с ( мы надеемся) аналогичные характеристики. Это позволяет производителям производить большее количество датчиков по более низкой цене из одной пластины.
Например, датчик 1/3 дюйма имеет только приблизительно 40% поверхности датчика 1/2 дюйма и поэтому дешевле.
Важно: Если у вас есть выбор между датчиком большего или меньшего размера для одной и той же версии камеры, выберите вариант большего размера, если вы…
- , например, проводите точные измерения или инспекции тончайших поверхностей с помощью такой же маленькой камеры. шум, максимально фальсифицирующий результат.
- планируют светочувствительные быстрые приложения с коротким временем экспозиции.
- используют цветные камеры, которые, возможно, должны заменить монохромные камеры, и если доступно только мало света, поскольку им требуется в 3–4 раза больше света, чем сопоставимому монохромному датчику.
Размеры широкоформатных сенсоров камер с районным сканированием или камер с линейным сканированием
В случае камер с районным сканированием или камер с линейным сканированием высокого разрешения используются датчики значительно большего размера с размером в несколько сантиметров.
Размеры этих датчиков обычно не стандартизированы и зависят от разрешения и размера пикселей датчиков. Все разрешено и ограничено только бюджетом.
Линейная камера с 2048 пикселями с размером пикселя 10 мкм имеет длину линии 10,48 мм, в случае размера пикселя 14 мкм длина сенсора составляет уже 28,6 мм. Начиная с диагонали сенсора 20 мм, соединение объектива с байонетом C больше нельзя использовать.
Эти камеры обычно используют байонет Nikon (с байонетом F) или от M42 до M72 в качестве соединений объектива. Только в этом случае датчики высокого разрешения с большими пикселями можно будет использовать для создания камер линейного сканирования с разрешением до 12 тыс. пикселей или камер с областным сканированием с разрешением до 28 миллионов пикселей.
Размеры пикселей ПЗС- или КМОП-датчиков
Вследствие миниатюризации датчиков размеры пикселей становятся все меньше и меньше. Сенсоры потребительских камер (от 8 до 12 мегапикселей за 200 евро) сегодня имеют размер пикселя в основном 1,7 мкм, поэтому светоактивная поверхность на пиксель составляет всего около 3 мкм2.
Это приводит к чрезвычайно сильному шуму сенсора в случае неоптимальных условий освещения. Для контроля качества с помощью камер это абсолютно неприемлемо.
Камеры машинного зрения (C-mount) с разрешением от VGA до 2 мегапикселей обычно имеют пиксели от 4,6 до 6,5 мкм с в 10–15 раз большей светоактивной поверхностью и, следовательно, с явно лучшими сигнальными результатами. Если вам нужны максимально бесшумные изображения и точные результаты измерений, ищите предпочтительно большие пиксели сенсора, даже если эти камеры дороже!
Пиксели с длиной края 14 или 10 мкм преимущественно используются в камерах с линейным сканированием. Например, из-за высокой частоты строки 18 Гц максимальное время экспозиции составляет 1000/18000 = 55 мкс для одной строки захваченного изображения. Светоактивная поверхность пикселя в этом случае никогда не может быть достаточно большой.
Полная емкость пикселя
Эта спецификация описывает, сколько электронов элемент пикселя может удерживать до полного насыщения. Пиксель со структурным размером 5,5 мкм может аккумулировать примерно 20 000 электронов, пиксель размером 7,4 мкм — 40 000 электронов.
Чем больше полная вместимость колодца, тем лучше максимальное отношение сигнал/шум. Бытовым камерам с размером пикселя 1,7 мкм требуется всего около 1000 фотонов для насыщения пикселя. В случае оцифровки с 8, 10 или даже 12 битами другие шумовые эффекты (фотонный шум, шум оцифровки, темновой шум) уже могут приобретать значительные масштабы, мешать сигналу и, таким образом, крайне негативно влиять на изображение.
Чем больше полная вместимость скважины, тем лучше максимальное отношение сигнал/шум. Бытовым камерам с размером пикселя 1,7 мкм требуется всего около 1000 фотонов для насыщения пикселя. В случае оцифровки с 8, 10 или даже 12 битами другие шумовые эффекты (фотонный шум, шум оцифровки, темновой шум) уже могут приобретать значительные масштабы, мешать сигналу и, таким образом, крайне негативно влиять на изображение.
Важно для машинного зрения
- Чем меньше пиксели, тем больше света требуется для захвата изображения. В случае короткого времени проверки тот факт, что света недостаточно, может легко стать проблемой.
- При слабом освещении маленькие пиксели дают явно более зашумленное изображение, чем большие пиксели, динамический отклик изображения уменьшается. Шум мешает приложению. Используйте яркое освещение или контроллеры светодиодной вспышки, чтобы иметь больше света!
- Много мегапикселей не обязательно помогают. Мелкие пиксельные структуры требуют качественного оптического изображения, то есть линз с высоким разрешением. В противном случае создаются размытые изображения с большим количеством пикселей, но без реальных деталей структуры.
- Маленькие пиксели камеры требуют чрезвычайно точного механического выравнивания сенсора, так как глубина резкости значительно уменьшается. Наклон датчика 5 мкм в корпусе должен быть вдвое меньше (+/1 15 мкм при апертуре = 2,8), чем в случае пикселей со структурным размером 10 мкм.
